Волоконные световоды для связи - Курсовая работа

бесплатно 0
4.5 57
Волоконный световод - тонкая кварцевая нить, по которой может распространяться свет за счет полного внутреннего отражения. Принципиальная схема волоконно-оптической системы связи со спектральным уплотнением каналов. Характеристика хроматической дисперсии.

Скачать работу Скачать уникальную работу

Чтобы скачать работу, Вы должны пройти проверку:


Аннотация к работе
Мысль, что в будущем основной средой передачи данных станет волоконная оптика, давно уже стала привычной. Подъем этот связан как с бурным развитием телекоммуникаций, где волоконнооптические кабели повсюду уверенно теснят медные кабели, так и с очередным повышением интереса к волоконной оптике в области решений для локальных сетей.Волоконный световод представляет собой тонкую кварцевую нить (диаметром около 0,1 мм), по которой за счет полного внутреннего отражения может распространяться свет. Затухания света в волокне очень малы (0,1-1,0 ДБ/км) и, поэтому, волоконные световоды активно используются для передачи оптических сигналов на большие расстояния и в широкой полосе частот. Это свойство было использовано для создания пассивных волоконнооптических датчиков, когда интенсивность света, распространяющегося по волоконному световоду, изменяется пропорционально измеряемой величине (температуре, давлению, и т.д.). В этом случае измеряемый параметр изменяет частоту модуляции света, а не его амплитуду и, поэтому, такой сигнал не чувствителен к долговременным дрейфам и кратковременным флуктуациям интенсивности света в волокне. При колебаниях микрорезонатора меняется отражающая способность интерферометра и, поэтому, свет, отраженный обратно в волоконный световод, будет промодулирован на частоте колебаний микрорезонатора.Широкое распространение получили полупроводниковые лазеры с распределенной обратной связью, однако у них есть существенный недостаток - чувствительность длины волны излучения к изменению температуры. Разность длин волн соседних спектральных каналов составляет долю нанометра, поэтому в случае использования полупроводниковых лазеров необходимо осуществлять их термостабилизацию, что удорожает стоимость всей системы.Первые из упомянутых пока не используются в системах со спектральным уплотнением каналов в силу их быстрой динамики усиления, приводящей к перекрестным помехам между различными спектральными каналами. Широко распространены эрбиевые волоконные усилители, полная спектральная полоса усиления которых составляет около 80 нм (С и L полосы усиления). Как правило, ни один из усилителей не имеет плоской спектральной характеристики усиления, поэтому выравнивание спектра усиления осуществляется оптическими фильтрами различных типов. спектр их усиления зависит от спектра накачки, поэтому подбором источников накачки можно формировать очень широкую (более 100 нм) полосу усиления;Использование спектрального уплотнения каналов делает неизбежными жесткие требования к свойствам волоконных световодов, прежде всего к дисперсии и эффективной площади моды. Это связано с тем, что в данном случае значительно увеличивается суммарная мощность всех сигналов и в световоде происходят нелинейные явления, прежде всего 4-волновое смешение, вызывающее перекрестные помехи. Если в волоконный световод вводятся N длин волн, то за счет 4-волнового смешения появляются N2(N - 1)/2 новых длин волн. В световоде же с нулевой дисперсией длиной 25 км эффективно идет 4-волновое смешение и ясно видны более 20 дополнительных длин волн. Отсюда вытекает требование к волоконным световодам для систем со спектральным уплотнением каналов - отличная от нуля (но не очень большая) дисперсия на длинах волн несущего излучения, при этом изменение величины дисперсии в зависимости от длины волны должно быть минимально (для систем связи с одним спектральным каналом требовались световоды с нулевой дисперсией для увеличения скорости передачи информации, и такие световоды были разработаны: за счет структуры световода нуль дисперсии смещался от длины волны-1.3 мкм к длине волны 1.55 мкм).В настоящее время обмен информацией между континентами осуществляется главным образом через подводные волоконнооптические кабели, а не через спутниковую связь. Интернет - главная движущая сила развития подводных волоконнооптических линий связи, при этом его потребности в подобных системах со все большими скоростями передачи информации пока не удовлетворены. Интересно отметить, что скорость передачи информации составляла всего 17 слов в минуту. В 1956 г. был проложен первый телефонный коаксиальный кабель, а в последующие годы - еще несколько, с большей пропускной емкостью, чтобы удовлетворить потребности в передаче информации между Старым и Новым светом. Наконец, в 1988 и 1989 гг. были установлены первые трансатлантическая и транстихоокеанская волоконнооптические системы со скоростью передачи информации по паре световодов 280 Мбит/с, при этом в качестве ретрансляторов использовались электронные усилители.Передача информации по волоконным световодам имеет особенности, не присущие другим средствам коммуникации, потому целесообразно рассмотреть основные физические принципы функционирования одномодовых и многомодовых световодов.Угол отраженного луча равен углу падающего, а угол преломленного луча зависит от соотношения показателей преломления сред (отметим, что все углы измеряются от нормали к поверхности). Поставим теперь условие, чтобы преломленный луч не проникал во вторую сре

План
Содержание

Вступление

1. Общие сведения

2. Волоконнооптические системы связи со спектральным уплотнением каналов

2.1 Источники света

2.2 Оптические усилители

2.3 Волоконные световоды

3. Подводные волоконнооптические системы связи

4. Новые типы одномодовых волоконних световодов для перспективних линий связи

5. Требования к волоконным световодам для линий связи

5.1 Принципы передачи информации в волоконных световодах

5.2 Основные виды волоконных световодов

5.2.1 Многомодовые волоконные световоды

Многомодовые ступенчатые волоконные световоды

Многомодовые градиентные волоконные световоды

5.2.2 Одномодовые волоконные световоды

6. Значение волоконных световодов для связи

Вывод

Используемая литература

Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность
своей работы


Новые загруженные работы

Дисциплины научных работ





Хотите, перезвоним вам?